Power conversion in multilevel converters: Design, control, and application of split-source PUC5 and BI6 topologies
Çok seviyeli çeviricilerde güç dönüşümü: Split-source PUC5 ve BI6 topolojilerinin tasarımı, kontrolü ve uygulamaları
- Tez No: 981750
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN FATİH UĞURDAĞ, DR. HAMZA AHMED MOUSA MAKHAMREH HAMZA AHMED MOUSA MAKHAMREH
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, sistem karmaşıklığını azaltırken yüksek performansı korumayı amaçlayan yeni tek kademeli çok seviyeli invertör topolojilerini incelemektedir. Bu tez beş seviyeli paket U-hücre (PUC5) ve bölünmüş kaynak invertör (SSI) topolojilerinin özelliklerini birleştiren, şebekeye bağlı tek kademeli bir invertör tanıtılmaktadır. Önerilen tasarım, yalnızca üç pasif bileşen — bir indüktör, bir kapasitör ve bir diyot — eklenerek giriş gerilimini yükseltmekte ve ayrı bir DC-DC dönüştürücü ihtiyacını ortadan kaldırmaktadır. Ayrıca, PUC5 topolojisinde yer alan sensörsüz gerilim dengeleme yöntemi de uçan kapasitör için korunmuştur. MATLAB/Simulink simülasyonları, tasarımın uygulanabilirliğini ve potansiyelini doğrulamaktadır. Bu tezde, BI6 (Boost Inverter 6) topolojisinin bir PV mikroinvertör olarak uygulanması sunulmaktadır. Gerilim kazancını artırmak ve maksimum güç noktası izleme (MPPT) işlevini sağlamak amacıyla ön uca bir boost dönüştürücü eklenmiştir. Sistemde sabit bir BI6 görev döngüsü kullanılırken, modülasyon indeksi ve boost dönüştürücünün görev döngüsü sırasıyla akım ve MPPT denetleyicileri tarafından kontrol edilmektedir. simülasyon sonuçları, sistemin performansını doğrulamak-tadır. Bu tezde, PV uygulamaları için ideal olan sabit ortak mod gerilimi (CMV) sağlayan sabit frekanslı bir kayma kipli denetleyici (SMC) önerilmektedir. Bu denetleyici yapısında, gerilim yükseltme ve AC çıkış kontrolü birbirinden ayrılmıştır. DC barası regülasyonu için PI kontrol döngüsü, AC çıkış için ise SMC kullanılmıştır. simülasyon ve deneysel sonuçlar, önerilen denetim yönteminin etkinliğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis explores novel single-stage multilevel inverter topologies, focusing on reducing system complexity while maintaining high performance. It introduces a grid-connected single-stage inverter that integrates features of the five-level packed U-cell (PUC5) and split-source inverter (SSI) topologies. The proposed design boosts the input voltage using only three added passive components — an inductor, capacitor, and diode — eliminating the need for a separate DC-DC converter. It also retains the original PUC5's sensorless voltage balancing method for its flying capacitor. MATLAB/Simulink simulations confirm its feasibility and potential. Moreover, this thesis presents the application of the boost inverter 6 (BI6) topology as a PV microinverter. To enhance its voltage gain and enable maximum power point tracking (MPPT), a front-end boost converter is added. The system uses a fixed BI6 duty cycle, with the modulation index and boost converter duty cycle controlled by current and MPPT controllers, respectively. Simulation results verify the system's performance. Furthermore, the thesis proposes a fixed-frequency sliding-mode controller (SMC) for the BI6 topology, which maintains a constant common-mode voltage (CMV) ideal for PV use. A modulation strategy is used to decouple voltage boosting and AC output control. The controller combines a PI loop for DC bus regulation and an SMC for AC output. Simulations and experimental results demonstrate the effectiveness of the proposed control method.
Benzer Tezler
- Selection of suitable PWM switching and control methods for modular multilevel converter drives
Modüler çok seviyeli dönüştürücü sürücüleri için uygun DGM anahtarlama ve kontrol yönteminin seçimi
BARIŞ ÇİFTÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET MASUM HAVA
- Anahtarlamalı güç kaynaklarında oluşan harmoniklerin elektromanyetik uyumluluk üzerine etkileri ve filtre tasarım yaklaşımları
Effects of noise caused by harmonics generated in switched mode power supply on EMI/EMC and filtering studies
YUNUS FURKAN DİLMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞUAYB ÇAĞRI YENER
- İnsansız hava araçları için batarya-yakıt hücresi hibrit enerji yönetim sisteminin geliştirilmesi
Development of a battery-fuel cell hybrid energy management system for unmanned aerial vehicles
BARAN KUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE
- Design and implementation of a modular multilevel converter based wind energy conversion system
Modüler çok seviyeli dönüştürücü tabanlı rüzgar enerjisi dönüşüm sistemi tasarımı ve uygulaması
MEHMET KURTOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET METE VURAL
- Design and simulation of a wind energy conversion system based on doubly fed induction generator and back-to-back modular multilevel converters
Double fed indüksiyon jeneratörü ve geri dönüşüm modüler çoklu konveyörler üzerine tabelen rüzgar enerji dönüşüm sisteminin tasarımı ve simülasyonu
AHMED MAJEED HACHIM
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET METE VURAL